Le film vient de franchir le cap des 400 millions de dollars de recettes mondiales et suscite le buzz des Oscars. Et la représentation dans le film des voyages interstellaires et de la vie extraterrestre a revigoré le genre de la science-fiction et a suscité l'émerveillement et le « étonnez ! étonnez ! » de la science dans la conscience des gens.
Alors, dans quelle mesure cette science est-elle vraiment plausible ?
Dans le film, Ryland Grace (Ryan Gosling), professeur de collège, est recruté pour aider à sauver la Terre en raison de son histoire de biologiste cellulaire et de ses idées iconoclastes sur la vie dans l'univers. Au cours d'une mission d'urgence dans un système solaire lointain, il doit trouver comment empêcher un microbe cosmique de dévorer le soleil de la Terre.
À la suite de l'enthousiasme suscité par la mission ARTEMIS II, NPR s'est rendu auprès de la NASA et d'autres experts pour découvrir la véritable science derrière de nombreux points de l'intrigue du film.
La star à qui Ryland Grace (le personnage de Gosling) est envoyé, Tau Ceti, un vraie star à propos À 11,9 années-lumière avec éventuellement trois planètes en orbite autour de lui. Serait-il possible pour les humains de voyager vers un endroit aussi éloigné que Tau Ceti ?
Ce n'est pas possible pour le moment, déclare Lisa Carnell, directrice de la division des sciences biologiques et physiques de la NASA. « Je ne pense pas que nous soyons tout à fait prêts à envoyer des humains sur Mars, encore moins à des années-lumière », dit-elle. Cependant, étant donné les progrès technologiques réalisés par l’humanité au cours du siècle dernier, elle ne voulait pas l’exclure. « Dans mon esprit, d'après ce que je sais sur la façon dont nous avons évolué dans l'aviation et l'exploration spatiale, oui, je crois que c'est possible (un jour). »
Comment la NASA aborderait-elle la santé des astronautes lors de missions comportant des temps de trajet extrêmement longs ?
Carnell dit qu'il y a beaucoup d'inconnues ici, mais qu'une sorte de solution médicale serait probablement nécessaire. « Même pendant le transit de six mois vers Mars, nous avons discuté de la manière d'occuper (les astronautes) afin qu'ils n'aient pas de problèmes psychologiques », dit-elle. « Je ne pense pas que nous envisageons de manière réaliste la torpeur (un coma médicalement provoqué ou un état d'hibernation similaire) comme une possibilité pour Mars, mais pour une longue mission dans l'espace lointain, à des années-lumière, cela devrait probablement se produire. »
Le défi est que nous ne disposons pas de suffisamment de données sur la sécurité et la faisabilité de la torpeur chez les humains, y compris sur la manière dont elle affecterait les capacités cognitives des personnes, dit-elle. « Il y a tellement de choses que nous ne savons pas et ne comprenons pas. »
Faire des recherches est possible, mais « cela prendra de nombreuses années ».
Dans le film, un robot s'occupe de Grace pendant les quatre années où il est dans le coma provoqué dans le vaisseau spatial. Après son réveil, il semble rebondir en quelques heures, même en grimpant sur une échelle. Que savons-nous de la sécurité et des séquelles d’un coma provoqué à long terme ?
Les médecins en savent beaucoup sur les effets à court terme du coma. « À une échelle beaucoup plus petite, c'est quelque chose que nous rencontrons en unité de soins intensifs, où les gens sont dans une sorte de coma médicalement provoqué avec des sédatifs », explique le Dr Shyoko Honiden, professeur agrégé de médecine pulmonaire, de soins intensifs et de médecine du sommeil à la Yale School of Medicine. « Pendant des jours ou des semaines, nous respirons pour eux, nous soutenons leur cœur et maintenons leur fonction rénale, nous leur donnons de la nourriture un peu comme le fait le robot, et nous essayons de les déplacer un peu. »
Mais sur le plan médical, ces patients paient un prix, dit-elle. « Malgré les progrès que nous avons réalisés en termes de machines et de médicaments, nous sommes incapables de reproduire pleinement ce que le corps humain peut faire de manière vraiment fine et équilibrée. »
Vous perdez environ 2 % de votre masse musculaire par jour pendant le repos au lit. Cela inclut le diaphragme, dit-elle, qui est un muscle et « peut devenir très fin à la fin d'une longue maladie sous respirateur. Certains de nos patients passent des semaines à réapprendre à respirer », dit-elle.
La fonte musculaire affecte également les muscles du système digestif, y compris ceux nécessaires à la déglutition, ajoute le Dr Rummana Aslam, professeur agrégé d'orthopédie et de rééducation à la Yale School of Medicine : « Après quatre ans, vous auriez besoin d'une rééducation pendant très longtemps pour pouvoir parler, avaler et bouger. »
Sauter du lit et explorer le vaisseau spatial quelques instants plus tard, comme le fait Grace dans le film, serait irréaliste, dit Aslam.
Il existe également de gros problèmes de lésions cutanées, également appelées lésions de pression, pour toute personne alitée, explique-t-elle. Et cela peut se développer en 24 heures ou en quelques jours.
« Même si vous tournez la personne toutes les deux heures (comme actuellement recommandé en soins intensifs), les zones de votre peau proches des os – les talons, les ischions, le coccyx, le sacrum au-dessus et l'arrière de votre tête – sont très sujettes aux lésions cutanées. »
Enfin, dit Honiden, on ne sait pas comment le cerveau humain pourrait résister à un coma aussi long. « Nous savons, grâce à un coma médicalement provoqué en unité de soins intensifs, que le dysfonctionnement cérébral est assez important par la suite et que le dysfonctionnement neurocognitif peut être permanent. Si vous arrêtez vraiment tout, pouvez-vous rallumer lentement l'interrupteur ? Je suppose que c'est la question à un million de dollars. »
Grace rencontre un vaisseau spatial d'une autre planète et entre en contact avec la seule créature à bord, que Grace appelle « Rocky ». Les coéquipiers de Rocky sont tous morts du mal des radiations parce qu'ils n'étaient pas conscients de ses risques. Comment la NASA gère-t-elle ces risques ?
Carnell de la NASA avait du mal à croire que la civilisation de Rocky, les Éridiens, aurait avancé technologiquement vers le vol spatial sans découvrir les radiations ou leurs risques. Les rayonnements sont omniprésents dans l'espace.
« Le rayonnement cosmique galactique est omniprésent – c'est comme si vous nageiez dans un bain de rayonnement provenant de supernovas partout dans l'univers », dit-elle. Bien qu’il existe différents types de rayonnements, tous peuvent provoquer le mal des rayons. La NASA est la plus préoccupée par le rayonnement provenant des événements de particules solaires. « Si vous êtes frappé par une tempête solaire intense et si vous n'avez pas de protection ou de thérapie, vous allez mourir. »
La NASA utilise des satellites pour suivre la météo spatiale, et « s'il y a un grand événement solaire, les astronautes se rendent là où il y a plus de protection qui absorbera le rayonnement qui passe », comme par exemple une partie du vaisseau contenant beaucoup d'eau stockée, qui absorbe bien le rayonnement.
Les risques sont plus grands lorsque les astronautes quittent la magnétosphère, un champ magnétique invisible géant entourant la Terre qui offre une protection contre les radiations, comme dans le cas de la mission ARTEMIS II.
« Ils vont donc vraiment être exposés à toute la force d'une tempête solaire. Nous avons créé un abri anti-tempête à l'intérieur du vaisseau spatial Orion, et ils étaient en train de le tester. Vous l'ouvrez et descendez à l'intérieur, et vous êtes entouré de tout ce matériau supplémentaire qui aide à améliorer l'effet du rayonnement qui le traverse. «
Pour sauver les soleils de la Terre et de Rocky, Grace et Rocky doivent élever un microbe prédateur extraterrestre appelé taumoeba pour résister à la concentration d'azote sur Vénus. Est-il possible de reproduire sélectivement des bactéries en peu de temps ?
Nathan Crook, professeur agrégé d'ingénierie à l'Université d'État de Caroline du Nord, a travaillé sur la reproduction de microbes capables de manger du plastique dans l'océan tout en résistant aux niveaux de pH marins. Chaque microbe est un peu différent lorsqu'il s'agit d'essayer de le reproduire pour avoir certaines caractéristiques, il est donc difficile de dire à quel point cette partie du film est réaliste, dit-il. Mais ce n’est pas non plus totalement invraisemblable, et certains principes s’appliquent à presque tous les microbes.
« Disons que nous voulons faire cette évolution pour la tolérance au pH, comme un probiotique qui peut mieux survivre à l'acide dans l'estomac. Ce type d'expériences durera probablement une semaine ou deux, et cela s'améliorera un peu, puis il se stabilisera », a déclaré Crook. « Puis, après un certain temps dans la phase de plateau, quelque chose va se produire, et ça va s'améliorer un peu accidentellement, mais c'est quelque chose qu'on ne peut pas vraiment prédire. »
La rapidité avec laquelle Rocky et Grace pourront reproduire le type de taumoeba dont ils ont besoin dépendra des gènes qu'elle possède déjà et de la raison pour laquelle elle n'est pas déjà résistante à l'azote. « Personne ne comprend vraiment comment fonctionne la tolérance », dit Crook.
Cela dépend également de la question de savoir si un seul gène ou plusieurs gènes seraient impliqués pour le rendre tolérant. Si le microbe a simplement besoin de décomposer l'azote en quelque chose de non toxique, « cela pourrait être un seul gène et vous pourriez le faire très rapidement, mais le microbe aurait déjà eu besoin d'avoir un gène dans son génome qui fait quelque chose de similaire à ce pour quoi il a évolué », explique-t-il. « On ne peut pas faire évoluer quelque chose à partir de rien », dit-il.
Dans l'histoire, le taumoeba développe une adaptation supplémentaire qui complique la mission de Rocky et Grace. Faire évoluer accidentellement un microbe avec d’autres adaptations gênantes est également possible de manière réaliste.
Le vaisseau spatial de Grace peut tourner comme une centrifugeuse pour créer une gravité artificielle afin que les instruments scientifiques fonctionnent correctement. La NASA a-t-elle envisagé d'utiliser des centrifugeuses de navire pour créer une gravité artificielle ?
La gravité artificielle n'est pas nécessaire pour utiliser des équipements de laboratoire dans l'espace, explique Carnell. Les astronautes effectuent des travaux de laboratoire sur la station spatiale en microgravité – un état dans lequel la gravité est extrêmement faible – depuis 20 ans. « C'est incroyable tout ce que nous avons accompli. Nous avons compris comment faire du séquençage (des gènes), de la microscopie, des expériences de combustion et de la biofabrication », dit-elle. « Nous avons démontré que vous pouvez vivre et travailler en microgravité. »
Mais il y a une raison d’envisager d’ajouter une centrifugeuse à une partie d’un vaisseau spatial pour créer un espace doté d’une gravité artificielle. « Si nous voulions ajouter une centrifugeuse, ce serait davantage pour la santé humaine pour des missions de longue durée, notamment pour les os et les muscles », explique Carnell.
La gravité artificielle pourrait également être bénéfique pour la santé cardiovasculaire, dit-elle, mais la principale raison est de ralentir la perte musculaire que subissent les astronautes dans l'espace. La NASA a même exploré certains modèles permettant d'ajouter un composant de type centrifugeuse à un vaisseau spatial, ajoute-t-elle.
Lorsque Grace et Rocky se rencontrent, ils doivent établir la communication. Les deux atteignent un niveau de maîtrise qui leur permet de résoudre leurs problèmes ensemble. Dans quelle mesure la représentation de la communication entre un humain et une créature dotée d’une parole non humaine était-elle réaliste ?
L’étude hypothétique de la façon dont les humains et les extraterrestres pourraient communiquer est un véritable domaine scientifique, appelé xénolinguistique, qui inclut des chercheurs en linguistique, en communication animale et en anthropologie. Martin Hilpert, professeur de linguistique à l'Université de Neuchâtel en Suisse, affirme que le film « comprend beaucoup de choses » sur la manière dont une telle rencontre pourrait se produire, même s'il utilise également de nombreuses « heureuses coïncidences ».
« Par exemple, Rocky peut comprendre l'iconicité, où vous avez une petite figurine qui représente une personne, et ce n'est pas une chose triviale à comprendre », explique Hilpert. « Les primates ne peuvent pas vraiment faire de l'iconicité aussi bien, mais ils comprennent le pointage », quelque chose d'autre que Rocky comprend et qui n'est pas nécessairement acquis.
Une compréhension commune de l’iconicité et du pointage facilite la prochaine étape : comprendre que les sons de base des langages humains représentent des choses et des idées.
Mais il y a encore une hypothèse importante ici : « ces deux civilisations complètement différentes auraient des noms communs », explique Irene Pepperberg, la scientifique de l'Université de Boston qui a travaillé avec le perroquet gris d'Afrique Alex, l'un des oiseaux les plus intelligents jamais étudiés.
Elle souligne également que les animaux voient des longueurs d’onde différentes et entendent à des fréquences différentes de celles des humains, et il pourrait en être de même pour une espèce extraterrestre.
« C'était très intelligent de rendre Rocky aveugle, car beaucoup de choses dans la communication animale ne sont pas seulement une communication vocale mais visuelle », dit-elle. Mais déchiffrer les tonalités de Rocky aussi facilement que Grace et son ordinateur serait plus crédible, dit-elle, si les scientifiques avaient déjà décodé le chant des baleines, par exemple, mais les biologistes ne l'ont pas encore fait.
Le fait que Grace et Rocky commencent leur liste de mots par des chiffres est logique, explique Arik Kershenbaum, professeur agrégé à l'Université de Cambridge qui a étudié les cris des loups. « Le vrai problème est de savoir comment transmettre des informations intéressantes ? » Faire parler un scientifique à un ingénieur facilite également la communication. « Il s'agit de deux personnes partageant un objectif commun et qui réfléchissent attentivement à la manière d'atteindre cet objectif. »
Il faudra encore beaucoup de temps pour parvenir à un dialogue significatif, estime Jeff Punske, professeur agrégé de linguistique à la Southern Illinois University à Carbondale. « Le délai nécessaire pour une communication réussie était bien trop rapide », dit-il. « Cela dit, j'ai apprécié qu'il y ait un effort pour montrer le développement de la communication. »
